物料衡算及热量

物料衡算及热量第1页，课件共31页，创作于2023年2月第一节、物料衡算一、物料衡算的任务和作用二、物料衡算的依据三、物料衡算的方法与步骤第2页，课件共31页，创作于2023年2月一、物料衡算的任务和作用1、任务2、作用第3页，课件共31页，创作于2023年2月1、任务（1）确定每股物料的数量、组成和相互比例关系（2）确定每股物料在物理或化学变化过程中相互转移或转化的定量关系包括单元操作的物料衡算和全流程的物料衡算第4页，课件共31页，创作于2023年2月2、作用（1）计算出所需原材料、副产品、三废的量（2）计算出消耗定额，为能量恒算提供依据（3）为设备选型提供依据第5页，课件共31页，创作于2023年2月二、物料衡算的依据能量守恒定律：

∑F=∑D+∑W进料量累积量出料量与损耗量第6页，课件共31页，创作于2023年2月三、物料衡算的方法与步骤1、方法2、计算基准3、步骤4、计算方法第7页，课件共31页，创作于2023年2月1、方法（1）中间步骤少时（2）中间步骤多时（3）产品太大、中间步骤多时第8页，课件共31页，创作于2023年2月（1）中间步骤少时年产量原料量中间产品量三废生成量从前往后算第9页，课件共31页，创作于2023年2月（2）中间步骤多时年产量原料量中间产品量三废生成量从后往前算第10页，课件共31页，创作于2023年2月（3）产品太大、中间步骤多时100kg或100kmol原料中间产品年产量设计产量倍数设计中间产品量设计三废生成量三废生成量设计原料量从前往后算，一再比较法第11页，课件共31页，创作于2023年2月2、计算基准有化学变化：以重量为基准无化学变化：以分子数为基准连续生产过程：千克/小时间隙生产过程：千克/釜（千克/批）第12页，课件共31页，创作于2023年2月3、步骤（1）画出流程示意图（2）写出主、副化学反应式（3）确定计算任务（4）收集数据资料（5）选定计算基准（6）展开计算（7）校核与整理计算结果（8）绘制物料流程图、编写物料平衡表中心内容是物料的流动及变化情况为了便于分析反应过程特点为计算作准备针对过程特点，选用合适的公式；分析数据资料，明确已知和待求数据设计任务数据：生产规模生产时间有关定额、收率、转化率等2.原料、助剂、中间产品的规格3.有关物理化学常数化工计算的出发点，从年产量出发计算出年需要量和中间产品量、三废生成量表示出物料在流程中的位置和相互关系第13页，课件共31页，创作于2023年2月4、计算方法（1）选定计算基准：kg/h（2）计算单位产量：单位产量=G/8000（3）计算单位聚合物量：单位产量ⅹ聚合物含量（4）计算纯原料量：单位产量ⅹ消耗定额（5）计算聚合物总量：单位聚合物量/（1-聚合物损失率）（6）计算纯原料量：聚合物总量/转化率（7）计算所需原料量：纯原料量/原料纯度（8）绘制物料流程图第14页，课件共31页，创作于2023年2月第二节、热量衡算

一、任务二、恒算依据三、单元设备的热量恒算四、系统能量平衡第15页，课件共31页，创作于2023年2月一、任务1、确定加热剂和冷却剂的用量2、计算由设备传递的热量，为设备设计提供依据3、提高热量应用水平第16页，课件共31页，创作于2023年2月二、恒算依据热平衡方程：∑Q入=∑Q出+∑Q损第17页，课件共31页，创作于2023年2月三、单元设备的热量恒算1、写出热平衡方程式：

Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q62、收集数据：已知物料量、工艺条件、有关物性数据3、选定计算基准：0℃或25℃4、拟订计算程序5、各种热量的计算6、传热剂用量计算7、设备传热面积计算8、热量平衡表第18页，课件共31页，创作于2023年2月热平衡方程式Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6所处理的各股物料带入设备的热量由加热剂或冷却剂传给设备或物料的热量各种热效应如化学反应热和溶解热离开设备的各股物料带走的热量消耗在加热设备上的热量设备向外界散失的热量第19页，课件共31页，创作于2023年2月5、各种热量的计算由加热剂或冷却剂传给设备或物料的热量Q2：Q2=Q4+Q5+Q6+-Q1-Q3所处理的各股物料带入设备的热量Q1离开设备的各股物料带走的热量Q4Q=∑G·Cp·t各种热效应如化学反应热和溶解热Q3Q3=Qp+Qn消耗在加热设备上的热量Q5Q5=∑G·C（Twk-Twh）设备向外界散失的热量Q6：Q6=∑αT（tw2-t2）第20页，课件共31页，创作于2023年2月6、传热剂用量计算（1）加热剂用量计算（2）冷却剂用量计算第21页，课件共31页，创作于2023年2月（1）加热剂用量计算①水蒸气用量：D=Q2/（∆H+C∆t）②燃料用量：B=Q2/（ηTQT）③用电量：E=Q2/3600η第22页，课件共31页，创作于2023年2月（2）冷却剂用量计算W=Q2/C∆t冷却剂的热容冷却剂的进、出口温差第23页，课件共31页，创作于2023年2月7、设备传热面积计算F=Q2/K⊿tm

传热系数平均温差第24页，课件共31页，创作于2023年2月8、热量平衡表项目Q入(Kcal/hr)Q出(Kcal/hr)Q1……….Q3……….Q4……….Q5……….Q6……….Q2……….合计第25页，课件共31页，创作于2023年2月四、系统能量平衡1、系统能量平衡的方法2、系统能量平衡的作用3、系统能量的合理运用第26页，课件共31页，创作于2023年2月1、系统能量平衡的方法反应器换热器泵U1、T1、P1、V1、ν1U2、T2、P2、V2、ν2AsQZ1Z2ⅠⅡⅠⅡ第27页，课件共31页，创作于2023年2月按热力学第一定律，列出计算公式：有相变或化学变化时：当与外界绝热时：当与外界无轴功交换时：第28页，课件共31页，创作于2023年2月2、系统能量平衡的作用（1）检查能量的利用是否合理（2）列出动力消耗综合表第29页，课件共31页，创作于2023年2月动力消耗综合表序号动力名称规格每吨产品消耗定额每小时消耗量（单位）每昼夜消耗量（单位）每年消耗（单位）备注最大平均最大平均动力消耗包括自来